由于元器件密度高、工作电压高、电流大.发生故障的几率较大,若没有电路原理图维修相当困难。这里给出根据实物绘出的电路原理图(见下图),浅析其工作原理。下图中:器件编号与实物一致,贴片电容未标注容量,电阻R12和R18阻值为实测值(缺省标注数值的电阻单位为欧姆,缺省标注数值的电容单位为微法)。
电路组成与元器件作用
1.电磁干扰抑制电路与整流滤波电路
Ll、RIA、RIB、CX1、L2组成差模和共模低通滤波器,通常称作电磁干扰抑制电路(EMI).用来抑制开关电源产生的电磁干扰:BD1和Cl组成桥式全波整流滤波电路,为直流,直流变换电路提供平滑的直流电源(主电源)。
2.直流,直流变换电路
集成电路IC1及外围元器件、功率场效应开关管Ql、开关变压器Tl等构成直流,直流变换电路。IC1是HA65NS02-00电源适配器的核心器件,采用SOP-8封装,顶部有两行标记,分别为“1D07N25”和“5528”。查阅大量资料后排除了NCP1207、LD7575等芯片,最终确认该芯片为富士电机(FujiEleCTRic)生产的FA5528。FA5528是采用CMOS制程的电流模式脉宽调制控制芯片,典型工作电流1.4mA。该芯片额定工作频率60kHz.轻载时自动降低工作频率,右图是FA5528的内部电路框图。
电阻R5A~R5D、C5和D1构成消尖峰电路,用来削除开关管导通与夹断时Tl初级绕组产生的高压尖峰脉冲(用来保护开关管Q1)。遇Q1击穿故障时,应检查消尖峰电路。
D2和Rl构成IC1的启动电路。启动电流大约7mA,IC1启动后,芯片启动电路关闭,改由辅助电源供电,启动电路电流降至25μA左右。开关变压器Tl一1、Tl-2绕组、R7、D3、R8、C3、C10和R4组成18V辅助电源为IC1提供电能。开关管Ql源极与高压地之间的电阻R18和R14为开关电源过载保护取样电阻。当流经过载保护电阻的峰值电流大于IC1内部设定的保护阀值电平时,IC1内部过载保护比较器翻转关闭脉宽调制器输出,功率场效应开关管QI夹断,达到保护目的。
3.输出整流滤波电路
开关变压器T/A、TIB绕组产生的低压脉冲电压,经共阴极双肖特基二极管D31A整流、C21A~C21C滤波后,产生平滑的+19.5V电源供电脑使用。电阻R21和电容C21组成的网络用来吸收开关变压器产生的尖峰脉冲,保护整流器件。高亮度发光二极管LED和电阻R13相串用来指示电源适配器工作状态。
固定R24和R25.调整R26.可调节输出电压:增大R26,输出电压降低,减小R26.输出电压增高。光电耦合器PH1内部的发光二极管和光电三极管间没有电气连接,低压侧的电压变化通过光信号传递到高压侧,还有保护低压侧设备和人身安全的作用。
5.输出保护电路
HA65NS2-00电源适配器具有完善的输出保护功能:Q3、NTC、R29组成输出整流器件过热检测电路;IC2A、内部2.5V参考电压及外围元器件组成输出过压检测电路;lC2B及外围元器件和电流取样电阻R40组成输出过流压检测电路;IC2A、IC2B的输出通过共阳极双开关二极管D42和03的输出汇集到一起,组成线或电路。当某一路输出变低时,光电耦合器PH2内的发光二极管导通发光,PH2内的光电三极管导通,IC1的(1)脚变低,关闭脉宽调制控制器输出。FA5528芯片保护电路具有闩锁功能,故障解除后不能自动恢复工作。故障解除后,断开交流市电重新连接市电可以快速恢复适配器工作。
(1)输出整流器件过热保护输出整流器件温度过热时,安放在输出整流器件散热片近旁的负温度系数电阻NTC阻值减小,Q3饱和导通,通过光电耦合器控制IC1关闭脉宽调制控制器输出。
(2)输出过压保护IC2A、内部2.5V参考电压及外围电路构成一个单限比较器(比较器的门槛电平为2.5V)。当输出电压升高.R41A和R41B组成的分压器中点电压UA>2.5V时,比较器翻转输出低电平,即:
将前图中有关电阻数据代入不等式得:Vout>21.7V。
(3)输出过流保护IC2B及外围电路与电流取样电阻R40(阻值约30mΩ)构成一个单限比较器;门槛电平104mV.由R32和R33.对IC2内部2.5V参考电压分压取得。
当电流取样电阻R40两端的压降大于104mV时,比较器翻转输出低电半。
6.ID信息存储电路
戴尔笔记本电脑电源适配器输出接口比较特殊:其外壁是负极,内壁是正极,中间还有一根小针与电源适配器内的ID信息存储芯片相连。戴尔笔记本电脑通过这颗芯片识别接人的适配器的型号。
ID信息存储芯片IC3(型号为DS2501)采用T092封装,有3只引脚,其中3脚为空脚。该芯片由MAXIM-DALLAS公司生产的512字节单线只添加EPROM芯片,内部存有戴尔电源适配器ID、功率等信息。
这些信息可以通过最少的接口访问,例如微控制器的一个端口引脚。
DS2501由一个工厂刻度的注册码,其中包括:48位唯一序列码、8位CRC校验码和8位家族码(09h)以及512位的用户可编程EPROM组成。
DS2501进行编程和读取操作的电源全部来自于l-Wire通信线。采用l—Wire协议,即仅通过一条信号线和一条地线,实现数据的串行传输。
读取数据时电压不得超过6V.编程时要求电压12V。
早期电源适配器ID信息存储芯片直接与中间针相连,长达2m的输出线未使用屏蔽线,在电气上相当一根天线,外界杂散电磁信号常常导致DS2501莫名奇妙损坏。
HA65NS2-00 REV A01电源适配器针对这一问题作了改进:一是新增了ZD3和R31两个保护器件:二是输出线改用三芯同轴线。另外,部分适配器输出接口导线焊接位置不当,使用过程中易造成+19.5V导线碰触中心针导线,致使DS2501损坏。如果DS2501芯片损坏,笔记本电脑屏幕将显示“The AC power adapter typeCANnot be determined”等信息,按F3可以进入系统,但是CPU降频使用,电池不能充电。